7.3测定金属的电阻率.ppt

1、,一、实验目的 1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法 2学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率,二、实验原理 1伏安法测电阻 (1)电流表的内接法和外接法的比较,(2)两种电路的选择 阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法简单概括为“大内偏大，小外偏小” 临界值法：令R0 ，当RxR0时，用内接法；RxR0时，用外接法,试触法：如图实71所示，将电压表 分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表 示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用内接法，若 电压表示数变化较大，则选用外接法,图实71,2电阻

2、率的测定原理 由R 得 ，因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率. (1)根据部分电路的欧姆定律可知R ，故只要测出金属丝 两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以得出金属丝的电阻即用伏安法测出金属丝的电阻R.,(2)金属丝的长度可以用毫米刻度尺测量 (3)金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即 Sd2/4.其中金属丝的直径用螺旋测微器测出 若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为,三、实验器材 被测金属丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干,四、实验操作 1实验步骤 (1)将被测金属

3、丝密绕在铅笔上，用 mm刻度尺测出n匝的总长度a， 则金属丝的直径d ，然后计 算出导线的横截面积S. (2)按如图实72所示的原理电路图连接好用伏安法测电 阻的实验电路,图实72,(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长 度，反复测量3次，求出其平均值L. (4)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最 大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S. (5)拆去实验线路，整理好实验器材,2数据处理 测量数据填入下表中：,(1)金属丝的长度L_ cm_ m. (2)金属丝的横截

4、面积S_mm2_m2. (3)金属丝的电阻R_.,(4)金属丝材料的电阻率 _m.,五、注意事项 1为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准 确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情 况下进行 2本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外 接法 3开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大,4电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜 太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程 中变大 5实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、 开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成干路， 然后再把电压表并联在待测金属丝的两端,六、误差分析 1金属丝的横截面积是利用

5、直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一 2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小 3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差 4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差,(2009广东高考)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝米尺、电阻箱、开关和导线等,(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图(图实73甲所

6、示),图实73,(2)实验的主要步骤如下： 正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关； 读出电流表的示数，记录金属夹的位置； 断开开关，_，合上开关，重复的操作,(3)该小组测得电流与金属丝接入长度 关系的数据，并据此绘出了图实75乙所示的关系图线，其斜率为_A1m1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 _的电阻之和,(4)他们使用刻度尺测量金属丝的直径是0.2 mm，图实 75乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面 积的乘积代表的物理量是_，其数值 和单位为_(保留三位有效数字),解析(3)k A1m110.5 A1m1.L0时纵轴截距与电动势的乘积是 ，表

7、示此时电路中的总电阻 (4)d0.01 mm20.00.200 mm. 由闭合电路欧姆定律可得EI(RrRA)，又有R ，联立得 ，可知斜率为 ，所以三者之积为电阻率，其值9.99107 m.,答案(1)如图实74所示,图实74,(2)改变金属丝上金属夹的位置 (3)10.510.6金属丝接入长度为零时全电路(或电阻箱、电流表) (4)0.1980.202 mm金属丝的电阻率9.691071.02106 m,(2010江门模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率,为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材： A电压表03 V，内阻10 k B电压表015 V，内阻50 k C电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 (1)要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号),(2)实验中某同学的实物接线如图实75所示，请指出 该同学实物接线中的两处明显错误,错误1：_； 错误2：_.,解析因为两节干电池的电动势是3 V，用3 V量程的电压表A；因为金属丝的电阻大约为5 ，如果把